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一种冠醚修饰的嵌段共聚物胶束的制备方法及其应用


技术摘要:
本发明制作了一种未见报道过的胶束。该种胶束是由冠醚修饰的PEG5000‑PCL嵌段共聚物胶束。采用开环聚合合成COOH‑PEG5000‑PCL后,然后通过酯化反应将冠醚键合到COOH‑PEG5000‑PCL上,分子量大约为10000。通过溶剂挥发法值得所需胶束,最后采用MTT比色法测定该胶束对  全部
背景技术:
长期以来,癌症一直威胁着人类的生命,化疗等传统治疗可能会产生  严重的副作 用。此外,传统化疗药物的疗效受到非特异性吸收和过早解释 的限制。近年来,纳米材料的 出现带来了好消息,传统治疗方法的缺点,和一些  纳米材料已被批准用于临床使用和聚合 物越来越用作人们来封装或结合抗  肿瘤药物,包括蛋白质药物小分子化疗药物、核酸药物 和小干扰RNA  (siRNA)。改善药物的药代动力学和肿瘤部位的积累,从而减少药物的副作  用,提高药物的疗效。如嵌段共聚物胶束、脂质体、固体脂质纳米颗粒、  纳米球等。两亲性嵌 段共聚物可形成多种纳米粒子,具有巨大的医疗潜力,  成为抗癌药物的重要纳米载体之 一,通过EPR效应传递药物。在相同的聚  合物链中,具有疏水性和亲水性嵌段的两亲性共聚 物可以自组装并在水介  质中形成不同类型的纳米颗粒结构。据报道,两亲性嵌段共聚物形 成的纳  米颗粒结构可能是胶束。胶束具有核-壳结构,具有疏水核和亲水壳,可以  封装各 种疏水药物而不改变化学药物的结构。常见的两亲性嵌段共聚物胶  束为PCEC。它们包括 FDA批准的疏水性PCL和亲水聚乙二醇。PCEC胶  束可在水中自组装形成,是本研究的重要辅 料。 此外,离子稳态在细胞增殖和凋亡中也起着重要作用。离子载体作为  离子平衡干 扰剂已被广泛应用。研究表明,离子稳态的干扰可诱导细胞凋  亡,用于肿瘤治疗。早在上个 世纪,Pedersen就合成并发现了一类叫做冠醚 的新化合物,并发现了这种化合物和阳离子 的络合性质。这些杂环化合物 因强非共价阳离子结合性质而受到广泛的关注。典型的冠醚 是一种环状聚  醚,含有3-20个氧原子,每个氧原子由两个或两个以上的碳原子隔开,对  碱 金属和碱土阳离子的亲和力最大。冠醚在选择性结合一系列金属离子和  各种中性和离子 有机物方面有着广泛的应用。而且已经有报道Marko Marjanovic等人用研究了14种冠醚及 其类似物抗肿瘤细胞增殖能力与结构  活性的关系。Iva  等进行了冠醚化合物 潜在的抑制P-gp外排工作。  在本研究中,我们试图利用胶束的特点以及冠醚对于金属离子 的结合作用,  二者结合来抑制癌细胞的活性。我们分别使用18-冠-6醚、15-冠-5醚和12-  冠-4醚,将冠醚与PEG-PCL结合自组装形成未见报道的胶束。
技术实现要素:
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中冠醚作为药物潜  力的缺陷, 从而提供一种冠醚修饰的嵌段共聚物胶束的方法,所述的方法  采用开环聚合合成COOH- PEG5000-PCL后,然后通过酯化反应将冠醚键合  到COOH-PEG5000-PCL上,分子量9000-11000。 通过溶剂挥发法值得所需  胶束,最后采用MTT比色法测定该胶束对于HeLa细胞的细胞毒 性。 3 CN 111592663 A 说 明 书 2/7 页 为解决上述技术问题,本发明采用下述技术方案: 一种冠醚修饰的嵌段共聚物胶束的方法,包括下述步骤: S1、将羧基-聚乙二醇5000-羟基COOH-PEG5000-OH溶解于甲苯中得到  浓度为9- 11mg/ml的第一反应液; S2、将第一反应液升温到95-100℃,先后加入第一催化剂后和己内酯  缓慢搅拌条 件下反应20-26h,离心沉降洗涤得到羧基-聚乙二醇5000-聚己 内酯COOH-PEG5000-PCL; S3、COOH-PEG5000-PCL进行冠醚改性获得冠醚-PEG5000-PCL 将COOH-PEG5000-PCL溶解于二氯甲烷中,然后加入第二催化剂搅拌  均匀,再加入 羟甲基冠醚,所述羟甲基冠醚和COOH-PEG5000-PCL的摩尔 比为1.9:1-2.1:1,搅拌条件下室 温反应20h-28h,然后经过透析后冷冻干燥, 得到0.18克的冠醚-PEG5000-PCL; S4、将冠醚-PEG5000-PCL充分溶解再四氢呋喃中后,在搅拌条件下缓  慢滴入超纯 水中,最后置于通风橱中将四氢呋喃挥发干净即可得到所需胶  束。 所述步骤S2中的第一催化剂为异辛酸亚锡,所述异辛酸亚锡为  COOH-PEG5000-OH 的10wt%-15wt%,所述的己内酯为COOH-PEG5000-OH 的110wt%-120wt%。 所述步骤S3中的所述第二催化剂为二环己基碳二亚胺(DCC)和4-  二甲氨基吡啶 (DMAP),DCC:DMAP的摩尔比为2.8:1-3.2:1。 所述的羟甲基冠醚为2-羟甲基-12-冠-4-醚、2-羟甲基-15-冠-5-醚、2-羟 甲基- 18-冠-6-醚中的一种。 步骤S2中的离心沉降洗涤为:将反应产物倒入冰乙醚中,离心沉降后  用乙醚反复 洗涤三次,然后冷冻干燥后得到羧基-聚乙二醇5000-聚己内酯  (COOH-PEG5000-PCL)。 一种所述的方法制备得到的冠醚修饰的胶束,所述胶束粒径水合粒径  为110- 130nm,透射电子显微镜TEM下观察平均粒径为50nm。 一种所述的冠醚修饰的胶束在制备抑制HeLa细胞活性药物方面的应  用,具有抑 制作用的浓度在500ug/ml。 所述冠醚修饰的胶束的临界胶束浓度(CMC)为40ug/ml。 与现有技术相比,本发明具有如下有益效果: 本发明提供了一种冠醚修饰的嵌段共聚物胶束的方法,该种胶束是由  冠醚修饰 的PEG5000-PCL嵌段共聚物胶束。首先在异辛酸亚锡的催化下通过  开环聚合,将COOH- PEG5000-OH和己内酯,合成为分子量9000-11000的  COOH-PEG5000-PCL后,然后通过酯化反应 将冠醚键合到  COOH-PEG5000-PCL上,分子量为9000-11000。通过溶剂挥发法制得所需胶  束,最后采用MTT比色法测定该胶束对于HeLa细胞的细胞毒性。该种胶  束的创新在于利用 冠醚对于金属离子的络合性能,通过络合细胞内金属离  子,破坏肿瘤细胞微环境,达到抑 制癌细胞活性的作用。 本发明所用的COOH-PEG5000-PCL的分子量在9000-11000,亲水段(PEG)和疏水段 (PCL)的比例接近1:1,可以使得材料能够较好的通过 自组装行为形成胶束。经测量,所述 胶束粒径水合粒径为110-130nm,透射 电子显微镜TEM下观察平均粒径为50nm;临界胶束浓 度(CMC)为40ug/ml  左右,在较低的CMC值下,意味着可在较低浓度下胶束保持稳定而不解 体,  在500ug/ml左右时,该种类型的胶束对于癌细胞活性有抑制作用。 本发明所用的胶束纳米颗粒粒径在110-130nm,较小的粒径有利于EPR  效应和细 4 CN 111592663 A 说 明 书 3/7 页 胞内吞,胶束和细胞内金属离子络合,有利于进入细胞实现诱导  细胞凋亡的目的。 由于冠醚分子具有毒性,本发明通过将冠醚分子其制备成胶束后,可 以通过EPR 效应累积在肿瘤部位,并且降低生物毒性。冠醚对于金属离子  具有络合作用,当胶束进入 细胞后可以络合胞内金属离子,破坏细胞微环 境,引起细胞凋亡。 附图说明 为了更清楚地说明本发明
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